Fuerte acoplamiento electr ́on-fon ́on en la interfaz BaBiO3/BaPbO3: un estudio de primeros principios

DI NAPOLI, SOLANGE; A. M. LLOIS; VERONICA LAURA VILDOSOLA

Santa Fe

Congreso; Reunión Anual de Física; 2019

Las interfaces en heterostructuras basadas en  ́oxidos parecen ser, en los  ́ultimos tiempos, una fuente ilimitada de nuevas fases electr ́onicas. El surgimiento de estados met ́alicos interfaciales dio lugar a una gran variedad de fen ́omenos f ́ısicos ausentes en los materiales en volumen, como por ejemplo, el orden magn ́etico o la supercon-ductividad. Esto ha despertado el inter ́es tanto en cuestiones fundamentales como en potenciales aplicaciones tecnol ́ogicas, pensando en una electr ́onica basada en  ́oxidos con nuevas funcionalidades.En un trabajo previo [1] hemos realizado un estudio te ́orico en base a c ́alculos DFT, que predice un nuevo mecanismo para la formaci ́on de estos estados met ́alicos superficiales en semiconductores con orden de carga y que surgen de las propiedades intr ́ınsecas del material en volumen. En particular, estudiamos el  ́oxido BaBiO3. Estematerial ha generado gran atenci ́on en el pasado debido a su car ́acter superconductor 3D cuando es dopado (en volumen) con Pb o K, presentando temperaturas cr ́ıticas re-lativamente altas. Sin dopaje el material es aislante. Recientemente, se ha reportado la observaci ́on experimental de superconductividad 2D en la interfaz BaPbO3/BaBiO3[2]. Curiosamente, los c ́alculos te ́oricos realizados previamente acerca de los cambios estructurales y electr ́onicos en la superficie (001) del BaBiO3 [1], proveen indicios de cu ́al es el mecanismo subyacente en la superconductividad reportada en la interfaz BaPbO3/BaBiO3. En este trabajo, estudiamos desde primeros principios las propie-dades estructurales, electr ́onicas y el acoplamiento electr ́on-fon ́on de dicha interfaz.Nuestros resultados indican que se generan estados met ́alicos interfaciales provenientes de los electrones 6s del Bi y el Pb hibridizados con los ox ́ıgenos. Calculamos el acoplamiento de estos estados electr ́onicos con los modos de vibraci ́on operativos enla interfaz y obtenemos un fuerte acoplamiento que podr ́ıa explicar el mecanismo de la superconductividad 2D antes mencionada. Por otro lado, el gran desaf ́ıo experimental es la fabricaci ́on de films epitaxiales de alta calidad y con terminaci ́on at ́omica controlada. En este sentido, describiremos los resultados obtenidos al momento y lasperspectivas de una colaboraci ́on te ́orico-experimental para crecer films de BaBiO3 y capas de BaBiO3 con varios materiales[3].[1]V. Vildosola, F. Guller and A.M.Llois, Phys. Rev. Lett. 110 (2013) 206805 [2]B. Meir, S. Gorol, T. Kopp, and G. Hammerl, Phys. Rev. B 96 (2017) 100507R [3]C. Ferreyra et al. , AIP Advances 6 (2016) 065310 y trabajos en marcha.